화학비료, 은혜인가 재앙인가

뉴욕타임즈에 농업이 녹조 발생에 미치는 영향에 관련된 기사가 실려서, 내용에도 나오듯이 한국도 이 문제에서 자유로울 수 없는 현실이니 옮겨 보았다. 해마다 반복되는 녹조 문제, 해결할 방안은 없는 것인가?

2014년 비료 유실로 인해 이리호에서 발생한 녹조.  오하이오 주의 톨레도 시는 그 독성 때문에 상수도를 폐쇄했다.

2차대전 이후 널리 쓰이게 된 질소 기반의 화학비료는 70억이 넘는 인구를 부양할 만큼 농업에 혁명을 일으켰다.  하지만 그 혁명에는 비용이 따랐다.  작물을 성장시키는 데 필요한 양을 초과하여 살포된 인공화학비료는 농지에서 유실되어 하천과 호수, 바다로 흘러들었다. 새로운 연구에서는 기후변화가 이러한 형태의 오염을 매우 증가시켜, 미국 연안 해역의 녹조와 죽음의 구역으로 피해를 입힐 것이라 한다. 

사이언스 지에 지난 목요일 발표된 연구에서는  과도한 양분으로 인한 부영양화가 기후변화로 인한 강수 양식의 변화 때문에 미국 대륙에서 더욱 증가할 것으로 예측했다. 따뜻해진 기온으로 인한 폭우가 농경지에서 유실을 촉발하고, 더 많은 양분이 강과 호수, 바다로 흘러간다. 

저자들은 앞으로 기후변화에 의해 미국의 강수량이 증가하여 이번 세기 말까지 질소 유실을 20%까지 증가시킬 것이란 사실을 밝혔다. 

저자 가운데 한 명인 스탠포드의 카네기과학연구소 지구생태학 교수 Anna Michalak 씨는 “기후변화라고 하면 가뭄과 홍수, 폭우 등과 같은 물의 양만 생각하곤 합니다.”라고  말한다.  “기후변화는 수질과도 밀접한 연관이 있으며, 현재 거기에 있는 물만으로는 충분하지 않고 지속가능해야 한다.”

화학비료의 과도한 질소는 바다에서 부영양화를 일으켜 해로운 해조류가 번성하게 하거나 생물이 생존할 수 없는 상태로 산소의 양을 감소시키는 저산소증을 유발할 수 있다. 

이 연구의 저자들은 미국 대륙 2100곳 이상의 소유역과 분수계에서 가까운 미래와 먼 미래에 일어날 3가지 배출 시나리오 -높아짐, 변동없음, 낮아짐- 를 조사했다.

옥수수밭에 화학비료를 살포하고 있는 트랙터. 질소에 기반한 화학비료는 농지에서 유실되어 수계로 흘러 들어간다. 새로운 연구에 의하면, 미국에서는 이러한 현상이 기후변화와 맞물려 녹조를 증가시키는 결과를 낳고 있다. 

그들의 결론은, 미래의 온실가스 배출 추세가 과거와 같은 증가세라고 가정할 때 높아지는 배출 시나리오에서 강수량만 증가해도 특히 미시시피 주 아차팔라야강 상류와 북동부와 5대호 연안의 분수계에서는질소의 양이 “대단히 많이 증가”할 것이란 사실을 밝혔다. 

산업화 이전 시기로부터 지구 표면의 온도가 2도씨 상승한 변동없는 배출 모델에서 북동부는 질소의 부하가 여전히 증가할 가능성이 높았다. 

연구에서는 이 지역에서 이미 질소가 집적되는 일이 발생하고 있으며, 질소로 오염된 연안 지역으로 흘러가는 북동부와 다른 곳의 분수계가 이미 수질에 영향을 주고 있기 때문이라고 한다. 

예를 들어, 체서피크만Chesapeake Bay은  1950년 이후 저산소증의 결과인 “죽음의 구역”이 주기적으로 발생하고 있다.  올해 여름 초에 국립해양대기국은 유실되는 양분을 저감하려는 노력에도 불구하고 죽음의 구역이 평균 이상으로 발생할 것이라 예측했다.

루이지애나 주립대학에 의하면, 미국에서 가장 악명 높은 죽음의 구역인 미시시피강 하구의 멕시코만에서는 버몬트 주 크기만 한 죽음의구역이 발생할 것으로 예측되었다. 

연구진은 질소 부하에 기후변화의 지구적 영향을 구체적으로 연관시키지 않는 세계의 다른 지역에도 이 모델을 적용시켜 살펴보았다. 그들은 동아시아와 남아시아, 동남아시아의 대규모 지역에서 미국과 유사한 수준으로 질소가 증가할 수 있다는 사실을 밝혔다.  

저자들은 이들 지역에는 세계 인구의 절반 이상이 살고 있고 표층수에 크게 의존하기 때문에 녹색혁명이 갈색으로 뒤바뀔 가능성이 뚜렷하다고 지적한다. 

농민과 농업 당국은 기후변화와 강수량이 증가할 가능성을 고려하여 양분 오염의 영향을 완화시키는 방향으로 전략을 수립해야 한다. Michalak 씨는 그렇지 않으면 “그들은 실패할 것입니다.”라고 한다. 

출처 https://www.nytimes.com/2017/07/27/climate/nitrogen-fertilizers-climate-change-pollution-waterways-global-warming.html